(57)【要約】【課題】  本発明は、比較的厚みの薄い成形品でも高い発泡倍率が得られ、かつ気泡の大きさが均一で微細である発泡成形品を製造することができる発泡成形方法を提供する。【解決手段】  樹脂と接する金型のキャビティ部表面の熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫである射出成形機を用いて、溶融時の熱伝導率が０．２０〜０．６０Ｗ／ｍＫである発泡成形用材料を発泡成形することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と接する金型のキャビティ部表面の熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫである射出成形機を用いて、溶融時の熱伝導率が０．２０〜０．６０Ｗ／ｍＫである発泡成形用材料を発泡成形することを特徴とする発泡成形方法。
【請求項２】
発泡成形用材料が、熱可塑性樹脂に高熱伝導性材料を配合してなることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形方法。
【請求項３】
発泡成形用材料がポリアミド樹脂である請求項１又は２に記載の発泡成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガスや窒素ガス等の発泡剤を用いて射出成形機により発泡成形体を製造するのに適した発泡成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭酸ガスや窒素ガス等の発泡剤を熱可塑性樹脂に溶解させ、この発泡性熱可塑性樹脂組成物を金型のキャビティに充填した後、キャビティを拡大して熱可塑性樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂射出発泡成形体を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この方法においては、通常の射出成形で望まれる厚みの成形では、発泡倍率が上がらず、また発生した気泡の大きさが成形品内部で不均一であるという問題があり、軽量化の観点から市場の強い要望を受けながらも、実用化された例は非常に少なかった。
【０００４】
ここで、発泡倍率が上がらない要因は、溶融樹脂を金型内に射出充填する際に、流動しながら金型キャビティ面に接触した溶融樹脂が直ちに冷却固化されて発泡できなくなることによる。
したがって、薄い成形品ほど表裏に生じる非発泡部分の厚みの成形品全体に占める割合が急激に増加し、正味の発泡部が減少するので必然的に高倍率は困難になる。
【０００５】
一方、樹脂は固体並びに溶融状態のどちらにおいても元来熱伝導率が低く、射出成形においてもキャビティ面に接触する表裏部分は冷却されても、中心部になるほど冷却されにくい性質があるのに加え、発泡するとさらに熱伝導率が低下する。この特性から成形品中心部に近づく程、高温の状態が長時間続くことになる。その結果として、中心部に近づく程、気泡が大きく成長することができ、発泡成形品の厚み方向断面で見ると気泡の大きさが変化し、不均一になっていた。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５１−８４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決し、比較的厚みの薄い成形品でも高い発泡倍率が得られ、かつ気泡の大きさが均一で微細である発泡成形品を製造することができる発泡成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、樹脂と接する金型のキャビティ部表面の熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫである射出成形機を用いて、溶融時の熱伝導率が０．２０〜０．６０Ｗ／ｍＫである発泡成形用材料を発泡成形することを特徴とする発泡成形方法に関するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、比較的厚みの薄い成形品でも高い発泡倍率が得られ、かつ気泡の大きさが均一で微細である発泡成形品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における発泡成形用材料は、溶融時の熱伝導率が０．２０〜０．６０Ｗ／ｍＫである。溶融時の熱伝導率を前記範囲とすることにより、成形品内部の冷却が促進されるので、中心部でも気泡が大きくならず、微細で均一な発泡状態の成形品を得ることができる。
【００１１】
本発明における発泡成形用材料は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂に高熱伝導性材料を配合したものからなる。
熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレン等のオレフィン系樹脂；ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（以下、「ＡＢＳ樹脂」という）等のスチレン系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂；ポリフッ化エチレン等のフッ素系樹脂；６−ナイロン、６６−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ケイ素樹脂、熱可塑性ウレタン、各種エラストマーなどが挙げられる。
これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。
【００１２】
また、高熱伝導性材料としては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭素等の無機繊維や金属等の繊維、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ダイヤモンド、炭素、金属等の無機粉末が挙げられる。
【００１３】
高熱伝導性材料の樹脂への配合量としては、目的とする熱伝導率に応じて選択可能である。好ましくは樹脂１００重量部に対して、５〜５００重量部の範囲で充填するのがよい。
【００１４】
本発明においては、樹脂と接する金型のキャビティ部表面の熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫである射出成形機を用いて、上記発泡成形用材料を発泡成形する。
【００１５】
発泡成形用材料をさせるための発泡剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアゾジカルボンアミド、イソブチロニトリル等の化学発泡剤；炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等の物理発泡剤が使用できる。このうち、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の不活性ガス、すなわち樹脂に対して非反応性であるガスが、発泡力が高くかつ樹脂に均質に溶解させることが可能なため、品質の安定した高倍率発泡体の製造が可能となるので好ましい。これらは単独で使用されてもよいし、２種以上併用されてもよい。
【００１６】
発泡成形に用いる射出成形機としては、樹脂と接する金型のキャビティ部表面の熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫであるものを用いる。このようなキャビティ部表面材料としては、ステンレス鋼（ＪＩＳ  ＳＵＳ６３０系：熱伝導率１６．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））、インコロイ８００（Ｎｉ−４５，Ｆｅ−２１，Ｃｒ−０．４，Ｔｉ）：熱伝導率１１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））、インコネル６００（Ｎｉ−１６，Ｃｒ−６，Ｆｅ）：熱伝導率１４．８Ｗ／（ｍ・Ｋ））、クロメル（Ｎｉ−２０，Ｃｒ）：熱伝導率１２．６Ｗ／（ｍ・Ｋ））などが挙げられる。
【００１７】
金型のキャビティ部に熱伝導率が１０〜２０Ｗ／ｍＫである材質を用いることにより、発泡成形品の表裏に形成される非発泡層の厚みを薄くすることができ、実質の発泡部が増大するので、厚みが薄くても高倍率の発泡が可能となる。また、実質の発泡部が増えることで、気泡の大きさが均一になる。熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫより低いと、発泡成形体内部の冷却が進まず、形成された気泡が長時間成長して、気泡の合一が進み、気泡径が大きくなってしまう。また、熱伝導率が２０Ｗ／ｍＫより高いと、発泡成形体内部の冷却が促進されて溶融粘度が即座に高まるので気泡の成長時に破泡しやすくなり、個々の気泡が大きくなってしまう。
【００１８】
図１に、本発明の発泡成形方法に用いる射出成形機の一例の概略図を示す。図１において、射出成形機１００は、型締装置２０、ガス溶解可塑化射出装置３０、及びガスボンベとガス加圧器とで構成されるガス供給装置４０を備えて、さらに型締装置２０、ガス溶解可塑化射出装置３０、およびガス供給装置４０を制御する図示されていない制御装置を備えている。
【００１９】
型締装置２０は、二酸化炭素や窒素等の不活性ガスを溶解分散させた樹脂を金型内にフルショットの状態で射出し、その直後に金型を開きながら樹脂を発泡させて成形するハイプレッシャー法に対応できるよう型開量を精密にコントロールができる。
また、ガス溶解可塑化射出装置３０は、ガスボンベ及びガス加圧器で構成されるガス供給装置４０と連繋して溶融樹脂中に不活性ガスを十分に溶解分散させることができ、前述の図示しない制御装置等によって一連のガス発泡射出成形が行なわれるような構成となっている。
【００２０】
本発明の発泡成形方法としては、二酸化炭素や窒素等の不活性ガスを溶解分散した溶融樹脂を金型内にフルショットの状態で射出しその直後金型を開きながら樹脂を発泡させて成形するハイプレッシャー法、発泡剤を混合した樹脂を金型内にショートショットの状態で射出し、その後金型内で樹脂を発泡させることによって成形するショートショット法が挙げられる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
実施例１
図１に示した射出成形機１００のホッパーに、ポリアミド６（宇部興産製、１０３０Ｂ）９０重量％、炭素繊維１０重量％からなるポリアミド樹脂組成物を投入し、ガス溶解可塑化射出装置３０に供給し、２４０℃で可塑化した。その後、ガス供給装置４０から圧力を６ＭＰａに調整された炭酸ガスを導入し、溶融樹脂に溶解させた。
この溶融樹脂を型締装置２０のキャビティ内に射出して、ハイプレッシャー法で発泡倍率２倍の発泡成形体を得た。
この時、型締装置２０のキャビティ材料はステンレス鋼（熱伝導率１６．３Ｗ／ｍＫ）で構成した。得られた発泡成形体の切断断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察し、気泡状態を調べた結果を表１に示す。
【００２２】
実施例２
ポリアミド６（宇部興産製、１０３０Ｂ）８０重量％、炭素繊維１０重量％からなるポリアミド樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の切断断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察し、気泡状態を調べた結果を表１に示す。
【００２３】
比較例１
キャビティ材料をプリハードン鋼（熱伝導率３２．７Ｗ／ｍＫ）で構成した以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の切断断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察し、気泡状態を調べた結果を表１に示す。
【００２４】
比較例２
キャビティ材料をテフロン（登録商標）（熱伝導率０．３３Ｗ／ｍＫ）で構成した以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の切断断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察し、気泡状態を調べた結果を表１に示す。
【００２５】
比較例３
発泡成形材料として、ポリアミド６（宇部興産製、１０３０Ｂ）のみを用いた以外は、実施例１と同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の切断断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察し、気泡状態を調べた結果を表１に示す。
【００２６】
比較例４
ポリアミド６（宇部興産製、１０３０Ｂ）６０重量％、炭素繊維４０重量％からなるポリアミド樹脂組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして発泡成形を行なったが、冷却固化が著しく早く、２倍まで膨張した発泡成形体を得ることができなかった。
【００２７】
【表１】
2005088526.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の製造方法に使用されうる射出成形装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００：射出成形機
２０：型締装置
３０：ガス溶解可塑化射出装置
４０：ガス供給装置
【図１】
2005088526.tif 000003